秸稈粉碎機設計

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1、課題名稱秸稈粉碎機設計 學生姓名李園園 學號 所屬學院機械電氣化工程學院 專業(yè)機械設計制造及其自動化 班級機械15-2 指導教師李勇 起止時間2014年11月-2015年5月 機械電氣化工程學院教務辦制 1.研究的目的及意義 秸稈通常指小麥、水稻、玉米、薯類、油料、棉花、甘蔗和其他農作物在收獲籽實后剩余 的部分。農作物秸稈是糧食作物和經(jīng)濟作物生產(chǎn)中的副產(chǎn)物， 除含有豐富的有機質外，還 含有加多的氮、磷、鉀和多種微量元素，是一種可供開發(fā)和綜合利用的寶貴資源。 據(jù)統(tǒng)計， 我國各種農作物秸稈年產(chǎn)量約 6億噸，占世界作物秸稈總產(chǎn)量的20%--30%，可獲得量為 億~億噸。農作物秸稈

2、往往被焚燒或還田，會造成資源的浪費，更會環(huán)境造成極大的破壞。 因此，如何做好農作物秸稈的轉化工作，已成為亟待解決的農業(yè)問題。 我國秸稈循環(huán)再利用的途徑與方法是多年來備受關注的一大技術問題，而大部分生物 質原料在開發(fā)利用前期都需要進行粉碎加工處理，以便進一步加工利用，只有當生物質的 粉碎顆粒符合一定的尺寸和要求時，才能為后續(xù)的生物質研究與利用做好充分的準備。粉 碎機的研制在國內外已有幾十年的歷史，主要集中在飼料粉碎和農作物秸稈切碎等方面， 粉碎機具種類與粉碎方式也多種多樣，但是現(xiàn)有的粉碎設備在產(chǎn)量、能耗以及機具的壽命 和操作安全性等方面還有許多不完善的地方，不能很好地滿足各類生物質粉碎作業(yè)的要

3、 求。因此，對秸稈粉碎機的研究，對我國生物質能源利用的經(jīng)濟化商業(yè)化和促進農業(yè)的可 持續(xù)發(fā)展都具有十分重要的意義。為了解決提高生產(chǎn)率、降低能耗和對多種物料的適應性 等問題，確定從揉切工作部件機器喂入方式和尺寸等方面進行研究設計一款集成了切碎和 揉搓碎為一體的秸稈粉碎機。 2?國內（外）研究現(xiàn)狀及分析 粉碎機的研制在國內己有幾十年的歷史， 其主要集中在飼料粉碎和農作物秸稈切碎 等方面。粉碎技術根據(jù)粉碎方式和粉碎手段的不同可分為鍘切式、 錘片式、揉切式和組合 式粉碎技術。在我國，秸稈粉碎機普遍采用的是錘片式和爪齒式粉碎。 鍘切式粉碎 鍘切式粉碎的主要設備是鍘草機，也稱為切碎機，主要用來切

4、斷莖稈，如谷草、稻 草、麥秸、玉米、秸稈等鍘草機的主要加工原理是切斷，其結構簡單、功耗低、生產(chǎn)率較 高。20世紀80?90年代，我國研制了許多機型，按規(guī)格主要分為小型、中型和大型；按切 割方式可分為滾筒式和圓盤式；按作業(yè)方式可分為田間直接收獲和固定式切碎機。目前， 我國鍘草機的研究技術比較成熟，且種類機型也比較多，能基本滿足不同生產(chǎn)的需要。如 新鄉(xiāng)市興田機械制造有限公司研制的 93QS-3型鍘草機，其動力為5. 5kW，產(chǎn)量為1t/h（干 草）3t/h（青草）； 錘片式粉碎 錘片式粉碎機是利用高速旋轉的錘片擊碎物料的一種機械，其具有粉碎質量好、維 修方便和生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，并且使用非常廣泛。

5、一般情況下，大部分粉碎秸稈的機型都 選用錘片式粉碎機。錘片式粉碎機的粉碎原理是 ：生物質秸稈由進料口喂入粉碎室，經(jīng)過 錘片的高速旋轉打擊，從而得到一定程度的粉碎，同時，物料以較高的速度被拋向固定在 粉碎室內部的齒板和篩片上，并受到齒板的碰撞和篩片的搓擦得到進一步的粉碎粉碎過程 在粉碎室內重復進行，直到物料可通過篩孔為止。如上海春谷實業(yè)有限公司最新研制開發(fā) 的振篩剪式錘片式粉碎機，經(jīng)設計試驗，在篩板內側的物料運動環(huán)內均勻放置定錘， 使定 錘和動錘有規(guī)律地均勻錯開，結果能使篩板內物料的運動速度降低，使錘片末端與物料的 速度差提高，從而達到提高粉碎效率的效果。 揉切式粉碎 揉切式粉碎包括揉搓機

6、和揉碎機。在我國，秸稈揉搓機大都采用螺旋排列的錘片進 行揉搓，再借助風機拋送，加工的秸稈物料只能達到破碎或細碎的狀態(tài)，生產(chǎn)率較低、耗 能高、不適于高濕或韌性大的物料粉碎加工發(fā)展需要。國內揉搓機的代表機型有 ：遼寧鳳 城東風機械廠生產(chǎn)的93RC-40型秸稈揉搓機，配套動力為?，生產(chǎn)率為 1000kg/h; 揉碎機是我國近年來研制生產(chǎn)的一種新型的粗飼料加工機械， 是一種介于鍘切和粉 碎兩種機械加工方式之間的新型加工方式揉碎機加工的秸稈為柔軟、 蓬松的、絲狀段，具 有適宜的長度和粗細度（85%以上長度為4?12mm，粗細度為2?6mm）,并被切成8?10cm 的碎段［28］揉碎加工不僅適用于

7、新鮮的秸稈，同時對含水率較低的秸稈仍具有較好的揉 碎效果。揉碎機在我國出現(xiàn)的較晚，是20世紀90年代初提出的一種新型的粗加工的方式， 所以在這方面的研究相對也比較少一些。 目前，主要的機型有北京市林海農牧機械廠生產(chǎn) 的9RC — 40粗飼料揉碎機，配套動力為 7. 5?，生產(chǎn)率為2000kg/h。 組合式粉碎：組合式粉碎技術是將鍘切、粉碎和揉搓等功能組合為一體的新型粉碎 技術。如北京順誠明星機械廠生產(chǎn)的 9FZ— 700型多功能秸稈組合粉碎機，其粉碎室內裝 有高速旋轉的錘片，上機體內裝有定刀、動刀和齒板，加入的物料在錘片的強烈打擊及錘 片與齒板之間的撕裂和搓擦等作用下迅速的被粉碎成粉狀，

8、由于離心力和粉機下腔負壓的 作用，被粉碎的物料通過篩孔落入出料口。 3?重點研究的、關鍵的問題及解決的思路 課題研究關鍵問題 主要內容： （1） 研究秸稈的物理學特性。 （2） 設計秸稈粉碎機 1） 設計喂入機構，保證一定的夾緊力。 2） 粉碎機的設計，選擇合適的刀型，確定刀的安裝方式及排列。 3） 篩片篩孔大小的確定。 4） 選擇合適的傳動裝置與動力源 4）總體布置，考慮使用方便、尺寸大小、經(jīng)濟性、能耗等因素。 關鍵問題：粉碎機的切屑道具的選擇、安裝方式及排列。 關鍵冋題解決思路 （1） 設計出粉碎的機構和合理布置各部分。 （2） 設計的系統(tǒng)做到科學合理，能耗低，

9、結構緊湊 。 4?工作方案及進度計劃 設計方案 根據(jù)現(xiàn)有的粉碎理論、粉碎機理和粉碎方法，預定本機構形式和布置方案為以下幾方 面： 1） 本機由進料裝置、切碎裝置、揉碎裝置、出料裝置、機體和傳動裝置等組成； 2） 進料口設置上下喂入棍，能夠保證夾緊物料無滑動的卷入切碎室； 3） 切碎裝置采用動刀和定刀板相配合所產(chǎn)生的剪切作用來將秸稈切成碎段。然后， 在轉子的錘片架上借助銷軸連接錘片組件，在機體內表面安裝齒板，工作時兩者相互配合 來揉搓物料。 4) 高速級選擇皮帶傳動，選擇合適的風機。 課題設計進度計劃(以周為單位) 第1周~第4周：查閱與課題相關的國內外文獻，了解國內外秸稈粉

10、碎機的原理、優(yōu) 缺點； 第5周~第6周：自行構思一款秸稈粉碎機，分析機構設置的合理性，制定秸稈粉碎 機的設計方案； 第7周~第8周：合理選配秸稈粉碎機動力源和切屑刀具，設計喂料夾緊卷入機構， 配置動力、傳動裝置，對關鍵零部件進行強度與剛度校核； 第8周~第11周：繪制試驗機裝配圖、零件圖、3D圖； 第12-14周：編寫設計說書。 5.參考文獻 [I] 汪莉萍,王述洋,景果仙,李燕東,李政.[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新.2009(03) [2]姜新波,南亦博.[J].林業(yè)科技.2013(06) [3] 柴民杰,李磊,李金民.[J].硅谷.2009(19) [4] 唐軍,秦永林,劉

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